电压稳定裕度对线路功率灵敏度求解的新方法

在利用泰勒级数求得电压崩溃点处状态变量和负荷裕度对支路连接参数的1~3阶灵敏度的基础上,提出一种基于支路视在功率灵敏度快速计算线路故障下静态电压稳定临界点的可靠方法.该方法将单条线路视在功率参数化,通过求解原系统的静态电压稳定临界点对线路视在功率参数的1至3阶导数,用泰勒级数法进行逼近,从而快速精确的求解出线路故障情况下电压稳定临界点.求取不同故障各阶导数时,系数矩阵均是同一个矩阵,无需反复形成与分解.该方法能快速地对线路故障按严重程度进行排序,并精确得出故障后电压稳定裕度.该方法的快速与精确通过在IEEE 30及118母线系统上的算例得以验证.     

N-1故障状态下电力系统静态电压稳定极限的快速计算

为了快速计算电力系统支路故障状态下的静态电压稳定临界点,提出了一种基于泰勒级数的计算方法。以支路导纳系数为参数,通过求解原系统的静态电压稳定临界点对故障支路导纳系数的1至n阶导数,用泰勒级数法逼近电压崩溃点,从而快速求解出N-1故障情况下电压稳定临界点的精确解。采用该方法对IEEE 30及118母线系统进行验证,结果表明该方法能快速、精确地求得故障状态下的静态电压稳定临界点。     

考虑支路故障情况下的静态电压稳定分析

提出一种用于支路故障情况下静态电压稳定临界点计算的可靠方法。该方法以支路导纳系数为连续性参数,采用类似连续法的预测校正格式,可沿着临界点曲线从故障前系统的电压稳定临界点追踪至各支路故障后的临界点。其中预测及校正方程均采用特殊的矩阵降阶技术求解,所需求解的方程组维数只相当于原来的一半。在IEEE 14及1000母线系统上的算例验证了该文方法的可行性与高效性。     

基于拟合方法的N-1静态电压稳定裕度计算

提出一种兼顾精度与速度的计算线路N-1故障下静态电压稳定临界点的拟合方法.该方法用左特征向量排队找出较严重故障,再利用泰勒级数求得电压崩溃点处状态变量和负荷裕度对严重故障支路连接参数的1～3阶灵敏度,在此基础上用四参数拟合方法进行逼近,从而快速精确地求解出关键线路故障情况下电压稳定临界点.该方法能快速地对线路故障按严重程度进行排序,并精确得出故障后电压稳定裕度,可用于调度中心作监控估算工具.IEEE30及IEEE57母线系统上的算例验证了该方法.     

基于拟合方法的N-1静态电压稳定裕度计算

提出一种兼顾精度与速度的计算线路N-1故障下静态电压稳定临界点的拟合方法。该方法用左特征向量排队找出较严重故障,再利用泰勒级数求得电压崩溃点处状态变量和负荷裕度对严重故障支路连接参数的1～3阶灵敏度,在此基础上用四参数拟合方法进行逼近,从而快速精确地求解出关键线路故障情况下电压稳定临界点。该方法能快速地对线路故障按严重程度进行排序,并精确得出故障后电压稳定裕度,可用于调度中心作监控估算工具。IEEE30及IEEE57母线系统上的算例验证了该方法。     

基于潮流雅可比行列式的静态电压稳定分析

静态电压稳定分析是电力系统稳定性分析的重要组成部分。根据潮流雅可比矩阵在静态电压稳定临界点处的奇异性,采用使潮流雅可比行列式等于零的方式描述该特性,基于此进行静态电压稳定分析。构造可直接求解静态电压稳定临界点的方程,提出一种统一求解算法,进而针对统一求解需多次计算潮流雅可比行列式的不足,结合牛顿-拉夫逊法、正割法和二分法提出一种分解求解算法。然后,利用潮流雅可比行列式,并结合线路负载率和故障率,提出可用于关键线路辨识的静态电压稳定指标。在算例部分通过不同规模电力系统将所提静态电压稳定临界点计算方法与现有方法对比分析,总结不同方法的特点和适用场景,并利用所提静态电压稳定指标分析IEEE 39节点系统的关键线路,验证所提指标的合理性。     

直接计算静态电压稳定临界点的新方法

提出一种降阶求解静态电压稳定临界点的新技术。其特点是原直接法的(2n 1)维牛顿迭代方程组可降阶为(n 1) 维线性方程组求解。与解高维方程的传统直接法相比该方法计算量小、易于采用稀疏技术实现,适合于大规模电力系统电压稳定临界点的在线求解。另外,还提出一种利用负荷参数的二阶导数进行临界点预测的新方法,解决了直接法各状态变量及右特征向量的初值难于确定的问题。在 1000母线系统上的计算表明该文方法具有良好的收敛性。     

电力系统静态电压稳定分析中最大无功负荷的快速算法

提出了1种快速计算电力系统电压稳定临界点的最大无功负荷和线路最大传输无功的电力系统静态电压稳定性分析方法,通过对IEEE 14节点系统计算仿真,结果证明该方法的有效性。     

考虑线路有功传输约束的静态电压稳定分析

在求解电压稳定临界点的过程中,考虑了线路有功传输的系统静态安全运行约束,将电压稳定临界点的求取转变为非线性规划问题,建立以求解负荷裕度为目标函数的数学模型。采用对初值要求不高的非线性原对偶内点法求解已知负荷增长方向上的电压稳定临界点,该方法能够考虑各种等式和不等式约束条件,具有较强的鲁棒性。比较了考虑线路有功传输约束与不考虑约束两种情况下的支路功率,找到其中的薄弱支路。最后通过IEEE-30节点系统的仿真计算,验证了该模型及算法的有效性。     

基于全纯嵌入法的电力系统静态电压稳定性研究

快速准确地计算电压稳定临界点能够有效评估电力系统静态电压稳定性,有利于实现电网安全稳定运行的监测与控制。结合复分析与数值逼近理论,提出了一种基于全纯嵌入法的静态电压稳定性分析方法。首先,构建电力系统潮流的全纯嵌入模型,将电压函数以级数形式解析展开;然后,通过Padé逼近算法,建立电压关于嵌入变量的有理函数解析式,提出一种基于有理函数零极点分布来预测电压稳定临界点的方法;最后,研究幂级数项数、软件的运算精度对电压稳定临界点计算结果的影响。该方法采用非迭代思想,相较于传统的连续潮流法,无需多次求解潮流方程,计算复杂度大大降低,时间优势更加明显。仿真算例验证了所提方法的有效性及准确性。     

基于最优潮流并计及静态电压稳定性约束的区域间可用输电能力计算

可用输电能力(ATC)是衡量电力系统在安全稳定运行的前提下区域间功率交换能力的指标。文中基于最优潮流(OPF)方法，建立起符合电力市场交易机制的ATC计算模型，其中考虑到输电线路故障对系统静态电压稳定性的影响，加入线路N-1故障时广义参数化形式的潮流方程及相应的不等式约束条件，使系统在故障时仍有负荷裕度，以保持电压稳定；以支路功率和系统负荷裕度之间的灵敏度指标进行预想故障选择，并用原对偶内点法计算得到输电线路N-1安全约束下的区域间可用输电能力。IEEE30和IEEE118节点系统算例表明该模型和算法的正确性与有效性。     

电压稳定分析中支路型故障筛选及排序算法研究

提出了一种用于电压稳定性分析的支路型故障筛选和排序的快速算法，该方法分为4个阶段：①依据正常运行状态下的潮流解从所有预想事故中筛选出严重事故；②通过分析线路被置换后系统雅克比矩阵的最小奇异值，从所筛选出的事故中再次筛选出更严重的事故；③在指定的负荷水平下解潮流方程，从第二次筛选出的事故中再次筛选出最严重的事故；④对每个最严重的事故进行1次潮流计算，估计其最大负荷能力。通过New-England 39节点系统和IEEE 118节点系统算例表明，此算法计算量少，简单有效，易于实现。     

静态电压稳定分析的故障筛选和排序方法

提出一种新的故障筛选和排序方法。首先,定义一种负荷裕度阈值,用连续潮流法计算此裕度下的潮流工况,在此工况下,利用最优乘子法依次求解所有的开断潮流,将有解的大部分开断作为安全故障筛选掉,少量无解的则为不安全故障。然后,在基态下利用最优乘子法依次求解不安全故障的开断潮流。有解则为危险故障,并用连续潮流法求解负荷裕度,按裕度给出排序;无解则为失稳故障,结合最小二乘潮流解失配量中隐含的校正控制灵敏度信息,使用序列线性规划法给出使潮流恢复有解的最小切负荷代价,据此代价来排序失稳故障。新英格兰10机39节点系统的仿真结果验证了所提出的方法能快速、可靠、全面地实现电压稳定的故障筛选和排序。     

支路故障后静态电压稳定裕度的估算

提出一种支路故障后静态电压稳定裕度的估算方法。该法先通过2阶灵敏度法对支路故障后电压稳定临界点处的状态变量进行预估,并通过预估的状态变量求出故障后电压稳定临界点处的注入功率;然后将该注入功率等效成正常条件下初始运行点处注入功率的变化量,并根据该等效的变化量来预估故障后负荷裕度的变化,避免了因负荷裕度对支路导纳线性灵敏度差而导致预估精度不高的缺点;最后在IEEE14和30节点系统上验证了所提方法的有效性。     

A new power sensitivity method of ranking branch outagecontingencies for voltage collapse

The objective of this paper is to present a powerful procedure for identifying severe single branch outage contingencies with respect to saddle-mode bifurcation induced voltage collapse, given a power system operating point, a load demand forecast, and a generation dispatch. The new power sensitivity ranking algorithm for voltage collapse, called λ/MVA sensitivity, provides more accurate "distance to collapse" estimates than linear admittance sensitivity, yet requires only slightly more computation time. The distinguishing features are the ability (1) to rank all branches in a large-scale power system quickly, and (2) to estimate the outage contingency bifurcation values accurately. As an illustration, the new λ/MVA sensitivity ranking algorithm can estimate all 6689 single branch outage contingency bifurcation points (λ*_ctgc) of a 3493 bus power system within 3% relative error, except for two branches within 7%, in less than 4 min on a 180 MHz PentiumPro PC     

一种用于预防支路型失稳故障的灵敏度方法

提出了一种新的用于评估支路型失稳故障严重程度的指标，并提出了一种可用于预防支路型失稳故障的灵敏度方法。严重的支路故障会造成电力系统立即失去静态稳定性。这些失稳的支路型故障都有一个对应于支路参数空间的虚拟的静态稳定临界点。本文提出了基于这一稳定临界点的灵敏度分析方法，并将之应用于对支路型失稳故障的预防控制，取得了与负荷参数空间中稳定临界点处灵敏度方法同样的控制效果。文中通过一个600节点的实际系统算例说明本文所提方法的有效性。     

基于电压稳定预想事故的快速输电能力分析

以连续潮流技术为基础,提出了考虑鞍点分叉造成的静态电压稳定性约束下的电力系统输电能力的快速分析与计算。考虑到输电线路和发电机故障对系统静态电压稳定性的影响,以电压稳定性指标进行预想事故选择,并用连续潮流法计算得到N-1安全约束下的系统输电能力。经过IEEE 9节点和30节点算例的分析,表明此方法是简洁,快速和可靠的。     

估计支路型事故后系统电压稳定边界的灵敏度算法研究

提出一种改进的灵敏度算法估计支路型故障后系统的电压稳定边界。该方法首先在事故前的鞍结分岔点引入置换定理将预想故障支路对系统的作用转换为2个独立功率源对系统的作用,而后通过置换后的系统方便地求出负荷参数对支路传输功率的灵敏度,来估计事故后系统的电压稳定边界。所提方法在很大程度上消除了在简单灵敏度法中因负荷参数和支路导纳之间强非线性引起的估计误差。通过New-England 39节点系统、某实际639节点系统和IEEE 118节点系统算例表明,此算法与现有的简单灵敏度法相比,无需增加计算量就可给出更精确的估计结果。